Австралийские ученые разработали криогенную схему управления, пригодную для работы с квантовыми битами при температуре, близкой к абсолютному нулю, не нарушая хрупких квантовых состояний. Эта инновация решает одну из самых сложных задач в создании крупномасштабных квантовых компьютеров, позволяя сохранить стабильность и доступность квантовой информации.
В исследовании, опубликованном учеными из Сиднейского университета, описана новая конструкция схемы управления, способная работать, не нарушая хрупких квантовых состояний, при нескольких милликельвинах, чуть выше температуры абсолютного нуля (около -273 °C). Она была разработана с использованием стандартных технологий КМОП, и позволяет управлять спиновыми кубитами, которые хранят данные в магнитных моментах электронов. Такой метод считается масштабируемым, поскольку опирается на уже существующие производственные процессы.
Сравнив производительность криогенной схемы со стандартным оборудованием при комнатной температуре, ученые не обнаружили измеримого снижения времени когерентности как в однокубитных, так и в двухкубитных вентилях, и зарегистрировали лишь незначительную потерю точности во время работы. Также они наблюдали стойкое взаимодействие между кубитами, что позволяет предположить отсутствие значительных помех от электрического шума, несмотря на близкое расположение схемы, сообщает IE.
Схема потребляет всего 10 микроватт мощности. Ее аналоговые компоненты требуют всего 20 нановатт на МГц, что позволяет масштабировать систему до миллионов кубитов без значительного увеличения энергопотребления.
Разработчики уже основали компанию Emergence Quantum для вывода криогенной схемы управления на рынок.
«Теперь, когда мы показали, что управление в милликельвинах не ухудшает производительность одно- и двухкубитных квантовых вентилей, мы ожидаем, что многие последуют нашему примеру», — сказал Кушал Дас, один из разработчиков.
